Summary

Neuronavigasjon og laparoskopi guidet ventrikuloperitoneal shunt innsetting for behandling av hydrocephalus

Published: October 14, 2022
doi:

Summary

Pasientutfall av ventrikuloperitoneal (VP) shuntkirurgi, bærebjelken behandling for hydrocephalus hos voksne, er dårlig på grunn av høye shunt svikt priser. Vi presenterer intraoperative opptak av VP-shuntinnsetting ved hjelp av nevronavigasjon og laparoskopiveiledning, med mål om å redusere risikoen for henholdsvis proksimal og distal shuntkatetersvikt.

Abstract

Hydrocephalus er en vanlig voksen nevrokirurgisk tilstand som vanligvis krever behandling med en cerebrospinalvæske (CSF) shunt, hvorav ventrikuloperitoneal (VP) shunt er den vanligste typen. Dessverre er feilfrekvensen for VP shunts alarmerende høy, med opptil 50% av pasientene som krever revisjonskirurgi innen 2 år. VP shunt svikt kan oppstå på grunn av infeksjon, eller kateter feilplassering, migrasjon, og okklusjon. Vi gjennomførte et felles nevrokirurgisk og generell kirurgisamarbeid i en 7-årig prospektiv ikke-randomisert påfølgende kvalitetsforbedringskohortstudie for å redusere frekvensen av ventrikuloperitoneale (VP) shuntfeil hos 224 voksne pasienter ved en høyere omsorgsinstitusjon. Initiativet kombinerte bruken av elektromagnetisk stereotaktisk nevronavigasjon for å veilede plasseringen av det proksimale kateteret og laparoskopi for å plassere det distale kateteret under direkte visualisering. Med laparoskopisk assistanse ble det distale kateteret forankret gjennom et lite hull opprettet i falciform ligament og plassert i høyre retrohepatisk rom, fri for omentum, adhesjoner eller tarm som kunne hindre kateterspissen. Operasjonene ble utført ved hjelp av en shuntinfeksjonsforebyggende protokoll for å redusere risikoen for shuntinfeksjoner. Her presenterer vi en intraoperativ video av det kirurgiske inngrepet. Overholdelse av strategier for reduksjon av shuntinfeksjon og kombinert bruk av nevronavigasjon og laparoskopiteknikker ved vp shuntkirurgi hos voksne resulterte i en 44 % reduksjon i risikoen for total shuntsvikt. Den betydelige positive effekten med hensyn til shunt-sviktfrie pasientutfall blant pasienter som gjennomgikk VP shunt-kirurgi ved hjelp av denne strategien, understreker verdien forbundet med bruken av disse moderne intraoperative teknikkene og samarbeid på tvers av spesialiteter under VP shunt-kirurgi.

Introduction

Hydrocephalus, en vanlig nevrologisk lidelse som påvirker ca. 175 per 100 000 voksne over hele verden, er preget av akkumulering av cerebrospinalvæske (CSF) i hjerneventriklene på grunn av ubalanse mellom CSF-produksjon og opptaksprosesser i hjernen2. Siden ulike ikke-kirurgiske behandlinger har vært mislykket3, er den eneste levedyktige behandlingen av hydrocephalus kirurgisk avledning av CSF fra hjerneventriklene. Den vanligste tilnærmingen som brukes hos voksne er plassering av en shunt som drenerer ventrikulær CSF inn i bukhulen (ventrikuloperitoneal [VP] shunt)4,5.

En VP-shunt har tre subkutant lokaliserte komponenter: et proksimalt ventrikulært kateter satt inn i en CSF-ventrikkel gjennom et skallehull, en ventil for å regulere strømmen og et distalt kateter for å koble ventilen til bukhulen der CSF avsettes og reabsorberes (figur 1). Alternativt kan en shunt renne inn i venesystemet på nivå med høyre atrium (ventrikuloatrial [VA] shunt)6,7 eller avlede spinal CSF fra ryggraden inn i bukhulen (lumboperitoneal [LP] shunt)8. Det er for øyeblikket ingen bevis for å støtte overlegenheten til VP versus VA versus LP shunt-systemer. Hos voksne mislykkes 15%-25%9,10,11,12 av nye VP shunts, vanligvis i løpet av de første 6 månedene, og oppover 50% mislykkes i høyrisikopopulasjoner 13. VP shuntsvikt kan være sekundært til en shuntinfeksjon, ventilfeil eller kateterfeil på proksimale eller distale steder 12,14,15,16,17. Hver shuntsvikt krever gjentatt kirurgi, som er forbundet med en kumulativ risiko for perioperative komplikasjoner18,19 og stress for pasienter og familier, i tillegg til økte helseinfrastrukturkostnader 20,21,22,23,24.

Den “tradisjonelle” VP shunt-innsettingsteknikken innebærer frihåndsinnsetting av det proksimale kateteret ved hjelp av overflateanatomiske landemerker og plassering av distale kateter enten via en mini-laparotomi eller en trokarledning25,26,27. Disse teknikkene tillater ikke sanntidssporing eller direkte visualisering av den endelige plasseringen under eller etter kateterinnsetting. Unnlatelse av å oppnå en ideell posisjon for disse katetrene kan føre til shuntfeil, som er den hyppigste langsiktige komplikasjonen forbundet med VP shuntbehandling av hydrocephalus10,28. Proksimale katetre svikter vanligvis på grunn av malposisjon og/eller påfølgende okklusjon av choroid plexus vev eller intraventrikulært rusk. De viktigste årsakene til distal katetersvikt hos voksne inkluderer kateterfeilposisjon, migrasjon og / eller okklusjon av omental vev, tarm og intrabdominal rusk eller adhesjoner 11,28,29,30,31.

Det er nyere bevis som tyder på at modifisering av VP shunt innsetting teknikker ved å plassere proksimale og distale katetre under neuronavigation og laparoskopisk veiledning henholdsvis, er forbundet med redusert risiko for shunt svikt 26,32,33. I tillegg har overholdelse av shuntinfeksjonsreduksjonsprotokoller vist seg å redusere risikoen for shuntsvikt sekundært til infeksjoner34. Videre beskrev Svoboda og medarbeidere en “falciform teknikk” der det distale kateteret ble forankret til falciform ligament og plassert i det perihepatiske rommet vekk fra omentumet, noe som bidro til å redusere risikoen for katetermigrasjon og obstruksjon av omentum35. Så vidt vi vet, mens bruk av nevronavigasjon og laparoskopi har blitt vurdert uavhengig, har deres kombinerte fordeler ikke blitt rapportert, og de kirurgiske teknikkene er ikke tilstrekkelig beskrevet i litteraturen.

Vi har nylig gjennomført en 7-årig prospektiv kvalitetsforbedringsstudie som kombinerte nevronavigasjon, laparoskopi, falciformteknikk og shuntinfeksjonsreduksjonsprotokoll hos voksne hydrocephaluspasienter36. Med vår samlede tilnærming ble den totale risikoen for shuntsvikt redusert med 44%36. Målet med denne artikkelen er å presentere en kirurgisk video ledsaget av en trinnvis veiledning av de operative teknikkene for å fremme et paradigmeskifte mot bruk av disse tilleggene for å redusere risikoen for shuntfeil hos voksne.

Den kirurgiske tilnærmingen som presenteres her, kan utføres for enhver VP shunt-innsettingskirurgi. Vi beskriver tilfellet med en 72 år gammel mann som ble diagnostisert med idiopatisk normaltrykkshydrocephalus (iNPH) og oppfylte kriteriene for en VP shunt-innsetting37. Pasienten hadde en 1 års historie med progredierende gange og kognitiv svikt, med intermitterende urininkontinens. Hans tidligere sykehistorie var signifikant for hypertensjon og kirurgisk behandling av blærekreft. En magnetisk resonans imaging (MRI) hjerneevaluering av pasienten viste ventrikulomegali med en Evans indeks på 0,41. MR-undersøkelse gjennomført 4 år tidligere viste ikke ventrikulomegali med Evans indeks på 0,29 (figur 2). Nevrologisk undersøkelse bekreftet at han hadde en bred stokkende gange med lav steppage og en unormalt langsom ganghastighet på 0,83 m/s. Han hadde ingen tegn til myelopati. Hans Montreal Cognitive Assessment (MoCA) versjon 7.1 score var 22/30, som bekreftet hans mild-moderate kognitive svekkelse. Etter en 3 dagers ekstern lumbal drain (ELD) studie med timebasert CSF fjerning for å teste CSF fjerning symptom respons, hans ganghastighet forbedret til 1,2 m / s og hans MoCA score økte med 3 poeng.

Protocol

Følgende protokoll følger retningslinjene til University of Calgary Conjoint Health Research Ethics Board. Det ble innhentet informert mediesamtykke til prosedyren og pasienten ga skriftlig samtykke til denne publiseringen. 1. Posisjonering og forhåndsprosedyreoppsett Få en preoperativ kranial MR eller computertomografi (CT) med riktig neuronavigation protokoll. Plasser pasienten liggende på en smultringhodestøtte med hodet vendt mot kontralateral sid…

Representative Results

Postoperativ dag #1 fikk pasienten presentert i videoen CT caput og røntgen av abdomen (figur 7). Denne avbildningen viste henholdsvis optimal proksimal kateterplassering i høyre laterale ventrikkel og distale kateters lokalisasjon i peri-leverrommet. Ved pasientens 3-måneders og 1-årige postoperative kliniske vurdering etter plassering av VP-shunten var ganghastigheten forbedret fra preoperativ 0,83 m/s til 1,4 m/s, og MoCA-skår var normalisert ved 29/30 ut fra en preoperativ skår på…

Discussion

Pasienter tolererer prosedyren godt, ekstuberes umiddelbart postop og er egnet for ikke-akutte avdelinger for overvåking over natten. Det har vært vår praksis å få en vanlig CT-skanning av hodet neste morgen for å bekrefte proksimal kateterplassering og som baseline imaging for fremtidig behandling. I tillegg får vi en abdominal røntgen for å bekrefte den postoperative posisjonen til bukkateteret. Flertallet av våre pasienter blir vurdert av både ergoterapi og fysioterapi og vurdert som trygge av alliert helse…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi takker Mr. Quentin Collier for hans hjelp med etableringen av videoen.

Materials

30-degree angle laparoscope  Stryker 0502-937-030
Barium impregnated proximal catheter  Medtronic 41101
Bowel grasper Richard Wolf 8393.25
Certas Valve inline  Codman 82-8800
Chloraprep 3M 355-S10325/103.25
Electrocautery Karl Storz 28160KA
Frameless-based neuronavigation system with magnetic tracking (AxiEM) Medtronic 9735428/9734887
Hasson trocar  Applied Medical Inc C0R95
Ioban 3M 6661EZ
Monocryl Ethicon D8550
Open barium impregnated proximal catheter  Medtronic 23092
Pneumatic surgical drill Medtronic PM100
Steri-Strips 3M R1547
Video System Endoscopy Stryker Not Available

References

  1. Isaacs, A. M., et al. Age-specific global epidemiology of hydrocephalus: Systematic review, metanalysis and global birth surveillance. PLoS One. 13 (10), 0204926 (2018).
  2. Rekate, H. L. A contemporary definition and classification of hydrocephalus. Seminars in Pediatric Neurology. 16 (1), 9-15 (2009).
  3. Del Bigio, M. R., Di Curzio, D. L. Nonsurgical therapy for hydrocephalus: a comprehensive and critical review. Fluids and Barriers of the CNS. 13 (1), 3 (2016).
  4. Reddy, G. K., Bollam, P., Shi, R., Guthikonda, B., Nanda, A. Management of adult hydrocephalus with ventriculoperitoneal shunts: Long-term single-institution experience. Neurosurgery. 69 (4), 780-771 (2011).
  5. Isaacs, A. M., Williams, M. A., Hamilton, M. G. Current update on treatment strategies for idiopathic normal pressure hydrocephalus. Current Treatment and Options in Neurology. 21 (12), 65 (2019).
  6. Isaacs, A. M., Krahn, D., Walker, A. M., Hurdle, H., Hamilton, M. G. Transesophageal echocardiography-guided ventriculoatrial shunt insertion. Operative Neurosurgery. 19 (1), 25-31 (2020).
  7. Hung, A. L., et al. Ventriculoatrial versus ventriculoperitoneal shunt complications in idiopathic normal pressure hydrocephalus. Clinical Neurology and Neurosurgery. 157, 1-6 (2017).
  8. Kazui, H., Miyajima, M., Mori, E., Ishikawa, M., Investigators, S. -. Lumboperitoneal shunt surgery for idiopathic normal pressure hydrocephalus (SINPHONI-2): An open-label randomised trial. Lancet Neurology. 14 (6), 585-594 (2015).
  9. Khan, F., Rehman, A., Shamim, M. S., Bari, M. E. Factors affecting ventriculoperitoneal shunt survival in adult patients. Surgical Neurology International. 6, 25 (2015).
  10. Lund-Johansen, M., Svendsen, F., Wester, K. Shunt failures and complications in adults as related to shunt type, diagnosis, and the experience of the surgeon. Neurosurgery. 35 (5), 839-844 (1994).
  11. Anderson, I. A., et al. Factors associated with 30-day ventriculoperitoneal shunt failure in pediatric and adult patients. Journal of Neurosurgery. 130 (1), 145-153 (2018).
  12. Korinek, A. M., et al. Morbidity of ventricular cerebrospinal fluid shunt surgery in adults: an 8-year study. Neurosurgery. 68 (4), 985-994 (2011).
  13. Albanese, A., et al. Antibiotic-impregnated ventriculo-peritoneal shunts in patients at high risk of infection. Acta Neurochirurgica (Wien). 151 (10), 1259-1263 (2009).
  14. Reddy, G. K., Bollam, P., Caldito, G. Ventriculoperitoneal shunt surgery and the risk of shunt infection in patients with hydrocephalus: Long-term single institution experience. World Neurosurgery. 78 (1-2), 155-163 (2012).
  15. Lundar, T., Langmoen, I. A., Hovind, K. H. Shunt failure caused by valve collapse. Journal of Neurology, Neurosurgery, Psychiatry. 54 (6), 559-560 (1991).
  16. Leibold, A. T., Weyhenmeyer, J., Rodgers, R., Lee, A. Ventriculoperitoneal shunt valve fracture after traumatic motor vehicle collision. Interdisciplinary Neurosurgery. 16, 79-81 (2019).
  17. Sainte-Rose, C. Shunt obstruction: A preventable complication. Pediatric Neurosurgery. 19 (3), 156-164 (1993).
  18. Hamilton, M. G. Treatment of hydrocephalus in adults. Seminars in Pediatric Neurology. 16 (1), 34-41 (2009).
  19. Jaraj, D., et al. Prevalence of idiopathic normal-pressure hydrocephalus. Neurology. 82 (16), 1449-1454 (2014).
  20. Williams, M. A., Sharkey, P., van Doren, D., Thomas, G., Rigamonti, D. Influence of shunt surgery on healthcare expenditures of elderly fee-for-service Medicare beneficiaries with hydrocephalus. Journal in Neurosurgery. 107 (1), 21-28 (2007).
  21. Rosenbaum, B. P., Vadera, S., Kelly, M. L., Kshettry, V. R., Weil, R. J. Ventriculostomy: Frequency, length of stay and in-hospital mortality in the United States of America, 1988-2010. Journal of Clinical Neurosciences. 21 (4), 623-632 (2014).
  22. Smith, E. R., Butler, W. E., Barker, F. G. In-hospital mortality rates after ventriculoperitoneal shunt procedures in the United States, 1998 to 2000: Relation to hospital and surgeon volume of care. Jouranl of Neurosurgery. 100, 90-97 (1998).
  23. Simon, T. D., et al. Hospital care for children with hydrocephalus in the United States: utilization, charges, comorbidities, and deaths. Journal of Neurosurgery: Pediatrics. 1 (2), 131-137 (2008).
  24. Tullberg, M., et al. Shunt surgery in idiopathic normal pressure hydrocephalus is cost-effective-a cost utility analysis. Acta Neurochirurgica (Wien). 160 (3), 509-518 (2018).
  25. Tubbs, R. S., Maher, C. O., Young, R. L., Cohen-Gadol, A. A. Distal revision of ventriculoperitoneal shunts using a peel-away sheath). Journal of Neurosurgery: Pediatrics. 4 (4), 402-405 (2009).
  26. Naftel, R. P., et al. Laparoscopic versus open insertion of the peritoneal catheter in ventriculoperitoneal shunt placement: Review of 810 consecutive cases. Journal of Neurosurgery. 115 (1), 151-158 (2011).
  27. Lind, C. R., Tsai, A. M., Lind, C. J., Law, A. J. Ventricular catheter placement accuracy in non-stereotactic shunt surgery for hydrocephalus. Journal of Clinical Neurosciences. 16 (7), 918-920 (2009).
  28. Reddy, G. K., Bollam, P., Caldito, G. Long-term outcomes of ventriculoperitoneal shunt surgery in patients with hydrocephalus. World Neurosurgery. 81 (2), 404-410 (2014).
  29. Puca, A., Anile, C., Maira, G., Rossi, G. Cerebrospinal fluid shunting for hydrocephalus in the adult: factors related to shunt revision. Neurosurgery. 29 (6), 822-826 (1991).
  30. Paff, M., Alexandru-Abrams, D., Muhonen, M., Loudon, W. Ventriculoperitoneal shunt complications: A review. Interdisciplinary Neurosurgery. 13, 66-70 (2018).
  31. Cozzens, J. W., Chandler, J. P. Increased risk of distal ventriculoperitoneal shunt obstruction associated with slit valves or distal slits in the peritoneal catheter. Journal of Neurosurgery. 87 (5), 682-686 (1997).
  32. Hayhurst, C., et al. Effect of electromagnetic-navigated shunt placement on failure rates: a prospective multicenter study. Journal of Neurosurgery. 113 (6), 1273-1278 (2010).
  33. Shao, Y., et al. A laparoscopic approach to ventriculoperitoneal shunt placement with a novel fixation method for distal shunt catheter in the treatment of hydrocephalus. Minimum Invasive Neurosurgery. 54 (1), 44-47 (2011).
  34. Kestle, J. R., et al. A new Hydrocephalus Clinical Research Network protocol to reduce cerebrospinal fluid shunt infection. Journal of Neurosurgery Pediatrics. 17 (4), 391-396 (2016).
  35. Svoboda, S. M., et al. Preventing distal catheter obstruction in laparoscopic ventriculoperitoneal shunt placement in adults: The "Falciform Technique". Journal of Laparoendoscopy and Advanced Surgical Techiques A. 25 (8), 642-645 (2015).
  36. Isaacs, A. M., et al. Reducing the risks of proximal and distal shunt failure in adult hydrocephalus: A shunt outcomes quality improvement study. Journal of Neurosurgery. 136 (3), 877-886 (2022).
  37. Relkin, N., Marmarou, A., Klinge, P., Bergsneider, M., Black, P. M. Diagnosing idiopathic normal-pressure hydrocephalus. Neurosurgery. 57, 4-16 (2005).
  38. Muram, S., et al. A standardized infection prevention bundle for reduction of CSF shunt infections in adult ventriculoperitoneal shunt surgery performed without antibiotic-impregnated catheters. Journal of Neurosurgery. , 1-9 (2022).
  39. Hamilton, M., Fung, A., Liam-Li, D., Isaacs, A., Conly, J. Development and application of a surgical site infection prevention bundle for shunt-related insertions and revisions. Fluids and Barriers of the CNS. 15, (2018).

Play Video

Cite This Article
Isaacs, A. M., Ball, C. G., Hamilton, M. G. Neuronavigation and Laparoscopy Guided Ventriculoperitoneal Shunt Insertion for the Treatment of Hydrocephalus. J. Vis. Exp. (188), e62678, doi:10.3791/62678 (2022).

View Video